w-Hill, New York, 1973.

6 Число молекул рассчитано исходя из допущения, что каждая единица содержит

два нона Мп2+. ^

Фотосинтезирующие бактерии содержат бактериохлорофиллы, у которых восстановлено кольцо II (рис. 13-19). Полоса поглощения этих соединений сдвинута относительно полосы поглощения хлорофилла а в красную сторону до ~770 нм. Основной хлорофилл зеленых серных бактерий ШогоЬшт —хлоробиум-хлорофилл — имеет оксиэтильную и фарнезильную боковые цепи. К числу производных хлорофилла относятся феофитины, образующиеся в результате удаления Mg + при обработке хлорофилла слабой кислотой. В результате гидролиза сложно-эфирной метильной группы образуются хлорофиллы, а при одновременном удалении метильной и фитильной групп — хлорофиллины.

Поскольку хлорофиллы легко и полностью экстрагируются мягкими растворителями [81], можно подумать, что они попросту растворены в липидном компоненте мембран. Однако в спектре поглощения хлорофилла в листьях присутствуют полосы, сдвинутые в красную сторону относительно их положения в спектре хлорофилла а в ацетоне, причем величина сдвига достигает 900 см-1. В большинстве зеленых растении хлорофилл имеет по меньшей мере четыре основные полосы с А-тах — = 662 нм (15 120 см-1), 670 нм (14940 см"1), 677 нм (14770 см *) и 683 нм (14 630 см"1) [82]. Иногда наблюдаются также минорные поло-СЬ1 с vmax = 14 420 и 14 230 см-1 (рис. 13-20). Отсюда можно сделать вывод, что молекулы хлорофилла внутри мембран находятся в разном окружении. В результате спектр поглощения становится шире, способствуя более эффективному улавливанию света. Считается, что в реакционных центрах тоже имеется хлорофилл; в фотосиитезирующей сис-|§ме I он поглощает при —700 нм (14 290 см-1), а в фотосистеме II — рй ~682 нм (14 660 см-1).

Бактериохлорофилл, содержащийся в клетках Chromatium, тоже имеет три полосы поглощения с А,тах = 800, 850 и 890 нм. Последняя полоса соответствует бактериохлорофиллу реакционного центра — единственной из форм, которая флуоресцирует. Водорастворимый бактерио-хлорофиллсодержащий белок, выделенный из зеленых фотосинтезирую-щих бактерий Chlorobium, удалось получить в кристаллическом виде. Расшифровка трехмерной структуры этого белка с помощью рентгеновской кристаллографии [83] показала, что каждая из субъединиц {с мол, весом 50 000) тримерной молекулы содержит семь встроенных молекул бактериохлорофилла, как это показано на рис. 13-20,5. В зе

леных растениях хлорофилл может присутствовать также в комплексе с более гидрофобными белками. Было выделено два таких комплекса [84], один из которых предположительно принадлежит фотосистеме I, ?а другой — фотосистеме II.

Облучение хлоропластов вызывает легко измеряемую флуоресценцию хлорофилла а, в то время как хлорофилл Ь и другие формы хлорофилла, а также каротиноиды и прочие пигменты совершенно не флуоресцируют. Отсюда следует, что все они служат вспомогательными пигХла

\ Каротиноиды

400 500 600 700

Длина волнЫ; нм

РИС. 13-21. Спектры поглощения хлорофиллов и вспомогательных пигментов [Govindjee

G. and Я, Sci. Am., 231, 68—82 (Dec. 1974)].

ментами, эффективно передающими энергию хлорофиллу а, который находится в реакционном центре. Как видно из рис. 13-21, полосы поглощения вспомогательных пигментов лежат обычно в области более высоких энергий, чем полосы поглощения реакционных центров. Таким образом, фотосинтезирующий организм поглощает свет в широком диапазоне длин волн, и вся поглощенная энергия поступает далее в реакционные центры.

К наиболее важным вспомогательным пигментам относятся каротины (рис. 12-14), из которых главным в большинстве зеленых растений является ^-каротин. Зеленые серные бактерии содержат у-каротин; один из концов молекулы этого соединения не подвергается циклизации и напоминает ликопен. Хлоропласты содержат разнообразные оксигени-рованные каротиноиды (ксантофиллы). Из них в высших растениях и зеленых водорослях преобладают неоксантин, виолаксантин [уравнение (12-30)] и лютеин. Лютеин напоминает зеаксантин, но на одном из концов цепи кольцо изомеризуется путем перемещения двойной связи в положение, показанное ниже:

Эвглена и родственные ей микроорганизмы содержат в больших количествах антераксангин (разд. Д, 7), тогда как в бурых водорослях и диатомеях преобладают фукоксантин и зеаксантин (рис. 12-14). Пурпурные серные бактерии Rhodospirillum rubrum синтезируют особый спириллоксангин; на обоих концах молекулы этого соединения имеется представленная ниже структура:

щелевндным пространством, которое носит название локулуса (рис. 13-23). Предполагают, что наружный слой содержит белковые субъединицы диаметром 4 нм, тогда как с внутренней стороны находится липидный слой, содержащий хлорофилл, каротиноиды и некоторые специфические липмды. Однако хлорофилл находится преимущественно в комплексе с белком (разд. Д, 3). О высоком содержании в хлоропластах галактозилдиглицеридов, дигалактозилглищеридов н сульфо-лилидов (рнс. 2-32) уже упоминалось ранее. Возможной функцией этих лшшдыых компонентов с